现代 现代物理学已经发展到瓶颈了吗人类科技真被“智子锁死”( 二 )
科学的发展是从无到有、从少到多这么一个过程,当人类的认识达到了足够的广度,一些智者便会进行更加深刻的思考,就会引发科学革命,这就是量变到质变。如果没有前人的研究成果,爱因斯坦也不可能提出相对论。这个变化过程需要足够长的时间。
阻碍物理学发展的主要是人类的观测能力,包括观测技术和观测工具等。而实验的目的就是为了精确观测。
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古人以为天圆地方,是因为活动范围较小。你以为你所听、所见、所感便是真实,实际上,人类的观察能力十分有限,要想探究事物的本质,必须要突破人类的感官限制。物理学家们用仪器代替人的感观能力,对这个世界进行观测,随着几次科技革命,这些工具的观测能力和精度越来越高,使物理学家能够进行更深层次的探索。从最初的望远镜、显微镜等工具,再到粒子对撞机,发明这些工具也不是容易的事。
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上世纪初能出现那么多杰出的科学家和科学成果,在于教育体系的成熟,以及第二次工业革命使人类有能力研发更多高精度的观测工具,使物理学家的研究手段得到了空前提高。
物理学发展的大趋势并不是完全由天才人物决定的。500多年前的人为什么不能发现相对论?不是因为现代人更加聪明,而是因为我们站在了巨人的肩上,爱因斯坦所处的那个时代的观测能力远胜于牛顿时代,并且今人比古人知道的更多。
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自然界中的物理规律非常复杂,至于这个复杂性究竟是有限的还是无限的?目前不知道。如果是有限的,当物理学发展到尽头,就会停滞不前。
19世纪末,经典物理学已经相当完善,几乎可以解释当时人类了解的所有自然现象,这让一些科学家以为物理学发展到了尽头,只剩下些修修补补的工作。直到电子、X射线和放射性现象的发现,以及两朵乌云的岀现,最终导致了一场物理学革命,现代物理学就此诞生。
如今,量子力学和相对论已经成为现代物理学的两大支柱。相对论主要是爱因斯坦的成果,而量子力学是由普朗克、玻尔、爱因斯坦、德布罗意、薛定谔、海森堡、费米、狄拉克、泡利、康普顿和玻恩等人发展建立起来的。经典力学研究的是低速宏观领域,而现代物理学则进入了高速、微观和宇观领域。
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现代物理学中最大的梦想便是建立一个大统一理论,用以描述自然界中的所有现象。上世纪50年代起,物学家们建立了标准模型,用来描述夸克、轻子等基本粒子的性质,并统一了四大基本力中的电磁力、强核力和弱核力。此外,科学家们还建立了关于宇宙的标准模型,用以解释宇宙万物的起源。
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不过,现代物理学自诞生起,就隐含着不可调和的矛盾,就是广义相对论和量子力学的矛盾,即引力无法被量子化。想要解决这个难题,可能需要全新的物理理论,比如弦理论或膜理论。
暗物质和暗能量的发现则彻底打破了这个美好的梦想,原来我们所了解的世界只是有5%普通物质构成的,其余95%的世界则知之甚少。其中,存在暗物质的猜测来自星系旋转现象中缺少的力;存在暗能量的猜测则来源于宇宙加速膨胀过程中缺少的能量,和引力不同,它具有斥力性质。暗物质和暗能量究竟是什么?目前还不清楚。
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此外,还有许许多多的问题,等待我们探索。诸如:物质是否无限可分,黑洞的内部情况,正反物质的对称性破缺,多重宇宙和额外维度是否存在等等……
目前理论物理学发展的很迅速,可是现有观测能力远远不能验证当前的许多理论。无论是弦理论,还是关于黑洞的霍金辐射,都只能停留在理论层面上,还不能证实。正如前面所说,阻碍物理学发展的主要是人类的观测能力。
不过,物理学的发展并没有遇到难以逾越的瓶颈,并没有走进死胡同,待时机成熟,将会产生新一轮物理学革命,到时候又会产生新的难题。宇宙中是否存在更高等级的文明,还尚未可知。至于“智子锁死”这种低等级文明被高等级文明限制发展的想法,是未被证实的幻想。
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